José Antonio Iglesias MartínDirección de G. Hídrica y Abastecimiento

Fecha: 14 de abril de 2011

Aplicación de la recarga artificialal acuífero terciario detrítico deMadrid por medio de pozosprofundos: experiencias de Canalde Isabel IIJornada “Recarga Artificial de Acuíferos enEspaña”

2

INFRAESTRUCTURAS DE CAPTACIÓN DE AGUA SUBTERRÁNEA

MASA DE AGUA SUBTERRÁNEA

Nº DE UNIDADES

CAPACIDAD DE

EXTRACCIÓN (Hm3/año)

MANZANARES-JARAMA 28 33-36GUADARRAMA-MANZANARES 32 27-31

ALDEA DEL FRESNO-GUADARRAMA 17 9-11

TOTAL 77 69-78TORRELAGUNA 4 7-9

OTRAS 3 0,5

TOTAL 84 76-87

CAPACIDAD DE APROVECHAMIENTO DE AGUAS SUBTERRÁNEAS DE CANAL DE ISABEL II

3

CARACTERÍSTICAS DEL ACUÍFERO TERCIARIO DETRÍTICO DE MADRID

NO SESondeo. Tres Cantos

Ayo. de Valdelamasa

S. San Sebastián

Sondeo El Pradillo

Ayo. del Monte

Río Torote

Ayo. de Camarmilla

800

600400

200

0

-200-400

-600-800

-1000-1200

-1400

-1600-1800

-2000

-2200

-2400-2600

-2800-3000

-3200-3400-3600

-3800-4000

2414 m

2130 m

3535 m

Fte.: Modificado de CM, 1998

Corte I-I’

- BANDA DE ATDM APROVECHADA POR CYII- CONDUCTIVIDAD < 1.000 μS/cm- GRADIENTE CONDUCTIVIDAD 50 μS/cm/100 m

4

EVOLUCIÓN PROFUNDIDAD NIVEL DEL AGUA EN RED POZOS DE CANAL DE ISABEL II EN EL ACUÍFERO TERCIARIO DETRÍTICO DE MADRID

0,000

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

14,000

ene-

94

jul-9

4

ene-

95

jul-9

5

ene-

96

jul-9

6

ene-

97

jul-9

7

ene-

98

jul-9

8

ene-

99

jul-9

9

ene-

00

jul-0

0

ene-

01

jul-0

1

ene-

02

jul-0

2

ene-

03

jul-0

3

ene-

04

jul-0

4

ene-

05

jul-0

5

ene-

06

jul-0

6

ene-

07

jul-0

7

ene-

08

jul-0

8

ene-

09

jul-0

9

ene-

10

jul-1

0

Prod

ucci

ón m

ensu

al (h

m³)

-500,00

-450,00

-400,00

-350,00

-300,00

-250,00

-200,00

-150,00

-100,00

Profundidad del agua (m)

Producción mensual (hm³) Profundidad nivel (m) Nivel máximo (m) Nivel mínimo (m)

LAS AGUAS DEL ATDM CONSTITUYEN UN RECURSO ESTRATÉGICO PARASITUACIONES DE SEQUÍA EN EL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO A LA COMUNIDAD DEMADRID EXPLOTADO POR CANAL DE ISABEL II, ALTERNANDO CICLOS DE BOMBEO CONCICLOS DE RECUPERACIÓN

5

EVOLUCIÓN PROFUNDIDAD NIVEL PIEZOMÉTRICO DEL ACUÍFERO TERCIARIO DETRÍTICO DE MADRID A DISTINTAS PROFUNDIDADES (red pozos CYII)

-300

-250

-200

-150

-100

-50

0

5-2-

96

2-10

-96

30-5

-97

25-1

-98

22-9

-98

20-5

-99

15-1

-00

11-9

-00

9-5-

01

4-1-

02

1-9-

02

29-4

-03

25-1

2-03

21-8

-04

18-4

-05

14-1

2-05

11-8

-06

8-4-

07

4-12

-07

31-7

-08

28-3

-09

23-1

1-09

21-7

-10

Prof

undi

dad

nive

l (m

)

MJ-1 PPM-1 PPM-2 PPM-3 CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVASPOZO PROFUNDIDAD (m)

POZO 1er FILTRO

MJ-1

PIEZÓMETRO PROFUNIDAD (m)

ZONA FILTRANTE

(m)

DISTANCIA AL POZO (m)

PPM-1 50 25 - 35 200

PPM-2 150 120 – 140 200

PPM-3 300 270 – 294 200

LOS EFECTOS DE LA EXPLOTACIÓN DEL ACUÍFEROTERCIARIO DETRÍTICO DE MADRID REALIZADA PORCANAL DE ISABEL II SE CENTRAN EN PROFUNDIDADESSUPERIORES A 150 m

6

ISOPIEZAS DEL ATDM EN 2006 (CHT, 2008)

LOS PRINCIPALES USUARIOS DEL ATDM SE SITUAN EN LOS INTERFLUVIOS GUADARRAMA-MANZANARES Y MANZANARES-JARAMA

7

MEDIDA PARA HACER UNA GESTIÓN MÁSSOSTENIBLE DEL ACUÍFERO TERCIARIODETRÍTICO DE MADRID:

RECARGA ARTIFICIAL

8

LA RECARGA ARTIFICIAL COMO MEDIDA PARA CONSEGUIR EL BUEN ESTADO CUANTITATIVO DEL ATDM

1.- PROPUESTAS DEL PROGRAMA DE RECARGA ARTIFICIAL DE ACUÍFEROS EN CUENCAS INTERCOMUNITARIAS (MIMAM – ITGE, 2000)

UNIDAD HIDROGEOLÓGICA

PROBLEMÁTICA PROCEDENCIA DEL AGUA

VOLUMEN POTENCIALMENTE

RECARGABLE

OBJETIVO

03.05.1 REDUCIRDESCENSOSTEMPORALES ENLOS NIVELESPIEZOMÉTRICOS

EXCEDENTES RÍOSJARAMA,GUADARRAMA YALBERCHE

10 – 15 Hm3/año

(CAUDAL TOTAL1m3/s, EN 10 POZOS,100 l/s POR POZO)

INCREMENTO GARANTÍASUMINISTROABASTECIMIENTO CANALDE ISABEL II

9

FICHA 2.03. PROTECCIÓN ACUÍFERO TERCIARIO DETRÍTICO DE MADRID COMO RESERVAESTRATÉGICA DE RECURSOS HÍDRICOS

“Para mejorar y proteger el estado cuantitativo de las masas de agua subterránea del ATDM, evitandocon ello que los efectos de una mayor explotación puedan afectar a los objetivos medioambientales de lamisma, estarían entre otras:

Recarga artificial de los acuíferos mediante inyección profunda. Teniendo en cuenta,que esto podría suponer una regulación adicional de los recursos superficiales, yaque la inyección profunda requeriría de la construcción de balsas que permitierandisponer de agua en cantidad y calidad para inyectar.”

2.- ESQUEMA PROVISIONAL DE TEMAS IMPORTANTES DE LA DEMARCACIÓN HIDROGRÁFICA DEL TAJO (2008)

LA RECARGA ARTIFICIAL COMO MEDIDA PARA CONSEGUIR EL BUEN ESTADO CUANTITATIVO DEL ATDM

10

FICHA 4.05. MEJORA DE LA PROTECCIÓN DE LAS MASAS DE AGUA SUBTERRÁNEA

“Para mejorar y proteger el estado cuantitativo de las masas de agua subterránea, evitando con ello quelos efectos de una mayor explotación puedan afectar a los objetivos medioambientales de la misma, serían,entre otras:

Aumentar la recarga natural que se produce en los acuíferos, a partir de la recargaartificial de los acuíferos. Esta recarga puede incrementarse, simplemente, con elhecho de circular durante un mayor tiempo el agua superficial por el cauce de los ríos,y aumentando, a su vez, su retención en el cauce, o bien, mediante la inyección deagua a través de sondeos que alcancen la profundidad del acuífero. Este últimosistema se está poniendo en marcha por parte del Canal YII en los campos deexplotación que tiene establecidos en la Comunidad de Madrid.”

LA RECARGA ARTIFICIAL COMO MEDIDA PARA CONSEGUIR EL BUEN ESTADO CUANTITATIVO DEL ATDM

2.- ESQUEMA PROVISIONAL DE TEMAS IMPORTANTES DE LA DEMARCACIÓN HIDROGRÁFICA DEL TAJO (2008)

11

EVOLUCIÓN DEL VOLUMEN EMBALSADO, APORTACIÓN Y VERTIDO EN EL SISTEMA DE EMBALSES DEL CYII

DESDE EL AÑO HIDROLÓGICO 1990/91 AL 2001/02

0.0

100.0

200.0

300.0

400.0

500.0

600.0

700.0

800.0

900.0

1000.0

90/91

91/92

92/93

93/94

94/95

95/96

96/97

97/98

98/99

99/00

00/01

01/02

AÑO HIDROLÓGICO

VOLU

MEN

(hm

3)

Volumen Aportación

Vertido

¿EXISTE AGUA, EN VOLUMEN Y CALIDAD REQUERIDOS, PARA HACER LA RECARGA ARTIFICIAL?

CUANDO SE PREVEAN DESEMBALSES POR SEGURIDAD HIDROLÓGICA, SEDISPONDRÍA DE RECURSOS PARA APLICAR EN LA RECARGA ARTIFICIAL

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RECARGA ARTIFICIAL PROFUNDA EN EL ACUÍFERO TERCIARIO DETRÍTICODE MADRID: PROGRAMA DE TRABAJO

FASE 1. ESTUDIO DE VIABILIDAD Y DISEÑO DE INFRAESTRUCTURAS

FASE 2. PRUEBAS EXPERIMENTALES

FASE 3. IMPLEMENTACIÓN POZOS ASR EN RED DE POZOS DEL CYII

13

FASE 1.- ESTUDIO DE VIABILIDAD Y DISEÑO DE INFRAESTRUCTURAS

1.- MODELO DE FLUJO

2.- COMPATIBILIDAD GEOQUÍMICA AGUA RECARGA – AGUA FORMACIÓN

3.- DISEÑO DE INFRAESTRUCTURAS

14

PARÁMETROS HIDRÁULICOS DEL ACUÍFERO, A PARTIR DE LA RECALIBRACIÓN DEL FLUJO EN LA ZONA DE APROVECHAMIENTO DE CANAL DE ISABEL II

1.- MODELO DE FLUJO

ZONIFICACIÓN

PARÁMETRO

S (%) capa

superior

Kv (m/d)

Kh(m/d)

ZONA 1 0,60 0,03 0,06

ZONA 1 0,90 0,05 0,09

ZONA 3 1,50 0,08 0,15

ZONA 4 2,00 0,10 0,20

ZONA 5 3,00 0,15 0,30

15

1.- MODELO DE FLUJO

1 AÑO DE BOMBEO AL 100 % , 1 AÑO AL 60 %, 1 AÑO RECARGA, 3 AÑOS RECUPERERACIÓN

1 AÑO DE BOMBEO AL 100 %, 1 AÑO AL 60 % Y 2 AÑOS RECUPER.

RESULTADOS HIPÓTESIS CON RECARGA ARTIFICIAL

16

LA RECARGA ARTIFICIAL ACTÚA COMO UNA MODIFICACIÓN DE LA EXTRACCIÓN NETA,VARIANDO EL TIEMPO NECESARIO PARA LA RECUPERACIÓN.

CONCLUSIONES DE LA MODELIZACIÓN:(en relacíón con la recarga artificial)

1.- MODELO DE FLUJO

17

CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DE LAS AGUAS EN LA RECARGA ARTIFICIAL

2.- COMPATIBILIDAD GEOQUÍMICA AGUA RECARGA – AGUA FORMACIÓN

PARÁMETRO AGUA DE RECARGA

C. VALVERDE FE-1R LA CABAÑA

CONDUCTIVIDAD (μs/cm) 90.10 291.00 260.00 268.00pH 7.49 7.79 8.20Nitratos (mg/l) 1.82 2.82 4.81 9.26Cloruros (mg/l) 13.90 12.70 11.60 12.90Sílice (mg/l) <3,0 37.10 40.00 24.40Sulfatos (mg/l) <7,5 < 7,5 <7,5 9.20Calcio (mg/l) 8.17 42.30 41.35 8.80Magnesio (mg/l) 1.61 4.58 3.06 1.39Sodio (mg/l) 4.91 35.52 24.42 49.30Potasio (mg/l) <1 1.31 1.19 < 1Alcalinidad (mg/l) 148.30 114.50Dureza (ºF) 2.70 10.00 11.60 2.70Arsénico (μg/) <2,5 7.54 7.20 12.40Fosfatos (mg/l) - <0,027Hierro (μg/l) <50 60.30Manganeso (μg/l) <25 <25THM's (μg/l) 21.20 0.00 0.00 0.00Plaguicidas 0.00Nitritos (mg/l) <0,06 < 0,06 <0,06 < 0,06Amonio (mg/l) 0.39 < 0,2 <0,20 < 0,2Aluminio (mg/l) <50 <50COT (mg/l) 1.30 < 0,4 <1 < 0,4Tritio (μg/l) 2.60 <2,7Total HAP (μg) 0.00 0.00

18

2.- COMPATIBILIDAD GEOQUÍMICA AGUA RECARGA – AGUA FORMACIÓN

ESTUDIO DE LA GENERACIÓN DE PRECIPITADOS POR LA MEZCLA DEAGUA DE RECARGA – AGUA ACUÍFERO – MATRIZ ACUÍFERO. REDUCCIÓNDE LA POROSIDAD Y PERMEABILIDAD DEL ACUÍFERO

SIMULACIÓN MEDIANTE CÓDIGO PHREEQC DE LOS EFECTOS DE LAMEZCLA DE AGUAS E INTERACCIÓN CON MATRIZ ACUÍFERO. CÁLCULO DEÍNDICES DE SATURACIÓN

19

2.- COMPATIBILIDAD GEOQUÍMICA AGUA RECARGA – AGUA FORMACIÓN

FASE MINERAL

INDICE DE SATURACÍÓN

AGUA DE RECARGA

AGUA ACUÍFERO

ANHIDRITA -3,42 -4,20

ARAGONITO -1,59 -0,59

CALCITA -1,43 -0,44

DOLOMITA -3,50 -1,25

Fe(OH) (a) 1,73 1,58

GOETHITA 7,02 7,29

YESO -3,16 -3,96

HALITA -8,75 -812

FASE MINERAL

INDICE SATURACIÓN MEZCLA A. REGARGA -A.

ACUÍFERO (50 %)

ANHIDRITA -3,96

ARAGONITO -0,99

CALCITA -0,84

DOLOMITA -2,12

Fe(OH) (a) 0,00

GOETHITA 5,50

YESO -3,71

HALITA -8,21

20

3.- DISEÑO DE INFRAESTRUCTURAS

PRINCIPALES ELEMENTOS A CONSIDERAR EN EL DISEÑO:

PROFUNDIDAD NIVEL ESTÁTICO: 160 – 180 m

CONTROL CAÍDA AGUA DE RECARGA EN EL INTERIOR DEL POZO

SISTEMA DE DESARROLLO DEL POZO DESPUÉS DE LA RECARGA ARTIFICIAL

21

3.- DISEÑO DE INFRAESTRUCTURAS

TUBERÍAS AUXILIARES DE RECARGA ARTIFICIAL

CAUDALÍMETRO DE RECARGA

GRUPO DE PRESIÓN PARA EL AGUA DE

RECARGANITRÓGENO PARA HINCHAR

LOS OBTURADORES

22

ESTACIONES EXPERIMENTALES DE RECARGA ARTIFICIAL

FASE 2. PRUEBAS EXPERIMENTALES

23

ESTACIÓN DE RECARGA ARTIFICIAL FE-1 R

RED DE CONTROL PIEZOMÉTRICO Y DE CALIDAD

24

ESTACIÓN DE RECARGA ARTIFICIAL FE-1 R

25

PARAMETRO FRECUENCIA (*)

COLOR (*)TURBIDEZ (*)Ph (*)pHs 1 A LA SEMANACONDUCTIVIDAD (*)OXIDA. AL PERMANG. 1 A LA SEMANA(D.Q.O. o TOC)NITRITOS (*)AMONIACO (*)ALUMINIO (*)MANGANESO 1 A LA SEMANAHIERRO 1 A LA SEMANASABOR (*)COLOR (*)CLORO LIBRE RESIDUAL (*)CLORO COMBINADO (*)RESIDUALCOLIFORMES TOTALES (*)E.COLI (*)DIOXIDO DE CLORO (*)CLORITO (*)CLOSTRIDIUM SULFITOREDUCTOR/CLOSTRIDIUM (*)PERFRINGENS (incluidosesporas)RECUENTO COLONIAS A (*)22 º C

(*) La frecuencia en el análisis de estos parámetros será la regulada, como mínimo para el Autocontrol en el R.D. 140/2003, en función del volumen

• CONTROL DE LA CALIDAD DEL AGUA DE RECARGA.

(PREVIO A LA ENTRADA EN LA ESTACIÓN DE RECARGA: A LA SALIDA AGUA DE E.T.A.P.)

26

GRUPO I GRUPO II GRUPO III OTROSpH HIERRO DISUELTO FLUORUROS ACRILAMIDA

COLOR MANGANESO BORO ALUMINIO

SÓLIDOS ENSUSPENSIÓN

COBRE ARSÉNICO ANTIMONIO

CONDUCTIVIDAD ZINC CADMIO BENCENO

TEMPERATURA SULFATOS CROMO TOTAL BROMATO

NITRATOS AGENTESTENSOACTIVOS

PLOMO CIANOTOXINAS(Microcistina enparticular)

CLORUROS FENOLES SELENIO CLOROCOMBINADORESIDUAL

FOSFATOS N. KJELDAHL MERCURIO CLORURO DEVINILO

DQO COLIFORMESTOTALES

BARIO COBRE

DBO5 COLIFORMESFECALES

CIANUROS 1,2 –DICLOROETANO

AMONIO HIDROCARBUROSDISUELTOS O ENEMULSION

EPICLORHIDRINA

PAH’s MANGANESO

GRUPO III OTROSPLAGUICIDAS NIQUEL

SUSTANCIASEXTRAIBLES ALCLOROFORMO

NITRITOS

ESTREPTOCOCOSFECALES

THM’s

SALMONELLAS TOC

TRICLOROETANO+TETRACLOROETENO

TURBIDEZ

E. COLI

ENTEROCOCO

CLOSTRIDIUMPERFRINGENS

BACTERIASCOLIFORMES

RECUENTO DECOLONIAS A 22º C

CONTROL ANALÍTICO DE LA CALIDAD DEL AGUA EN EL ACUÍFERO CON LAS OPERACIONES DE RECARGA ARTIFICIAL ESTABLECIDO EN EL CONDICIONADO DE LA AUTORIZACIÓN

EMITIDO POR LA CONFEDERACIÓN HIDROGRÁFICA DEL TAJO

27

BOMBEO DE LIMPIEZA POZORECARGA. CONTROL DE CALIDAD DELAGUAESTABILIZACIÓN DE NIVELESPIEZOMÉTRICOS EN POZO DERECARGACICLO DE RECARGA ARTIFICIAL

DIC ENE JUN JULACTIVIDAD 2010 2011SEPT OCTU NOV FEB MAR ABR MAY OCTU NOV DICAGO SEPT

BOMBEO DE LIMPIEZA POZORECARGA. CONTROL DE CALIDAD DELAGUAESTABILIZACIÓN DE NIVELESPIEZOMÉTRICOS EN POZO DERECARGACICLO DE RECARGA ARTIFICIAL

ACTIVIDAD 2012ENE AGOFEB MAR ABR MAY JUN JUL

PROGRAMA DE TRABAJO DE LAS PRUEBAS EXPERIMENTALES DE RECARGA ARTIFICIAL

FASE 2. PRUEBAS EXPERIMENTALES

28

EVOLUCIÓN PRUEBAS RECARGA ARTIFICIAL EN C. VALVERDE(Octubre 2010 - Febrero 2011)

550,00

570,00

590,00

610,00

630,00

650,00

670,00

690,00

710,00

730,00N

ivel

pie

zom

étri

co (

m.s

.n.m

.)

C . VAL VE R DE bis C A-5 C B-13 P C A-3 P C A-2 P C A-1 C B-12 C B-14 C B-15

1er CICLO DE RECARGA ARTIFICIAL: VOLUMEN RECARGADO: 188.000 m3

CAUDAL: 25 L/s

29

1er CICLO DE RECARGA ARTIFICIAL:

VOLUMEN RECARGADO: 97.507 m3

CAUDAL: 15 L/s

EVOLUCIÓN PRUEBAS RECARGA ARTIFICIAL EN ESTACIÓN LA CABAÑA(Diciembre 2010 - Febrero 2011)

520,00

540,00

560,00

580,00

600,00

620,00

640,00

660,00

680,00

Niv

el p

iezo

mét

rico

(m.s

.n.m

.)

LA CABAÑAbis PCO-3 MONT-6 PCO-2 PCO-1

30

CONTROL ANALÍTICO CALIDAD AGUA ACUÍFERO ANTES DEL INICIO DE LAS PRUEBAS Y DEL AGUA DE RECARGA

PARÁMETRO AGUA DE RECARGA

C. VALVERDE FE-1R LA CABAÑA

PF-6 PCO-3

CONDUCTIVIDAD (μs/cm) 90.10 291.00 260.00 268.00 268.00 236.00pH 7.49 7.79 8.20 8.89Nitratos (mg/l) 1.82 2.82 4.81 9.26 6.87 5.79Cloruros (mg/l) 13.90 12.70 11.60 12.90 17.80 -Sílice (mg/l) <3,0 37.10 40.00 24.40 41.20 12.10Sulfatos (mg/l) <7,5 < 7,5 <7,5 9.20 <7,5 13.50Calcio (mg/l) 8.17 42.30 41.35 8.80 43.10 4.93Magnesio (mg/l) 1.61 4.58 3.06 1.39 4.96 2.93Sodio (mg/l) 4.91 35.52 24.42 49.30 0.60 9.48Potasio (mg/l) <1 1.31 1.19 < 1 1.14Alcalinidad (mg/l) 148.30 114.50Dureza (ºF) 2.70 10.00 11.60 2.70 12.80 1.40Arsénico (μg/) <2,5 7.54 7.20 12.40 <2,5 <25Fosfatos (mg/l) - <0,027 <0,027 <0,027Hierro (μg/l) <50 60.30 <50 <50Manganeso (μg/l) <25 <25 91.20 <25THM's (μg/l) 21.20 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00Plaguicidas 0.00 0.00 -Nitritos (mg/l) <0,06 < 0,06 <0,06 < 0,06 <0,036 0.09Amonio (mg/l) 0.39 < 0,2 <0,20 < 0,2 <0,21 <0,2Aluminio (mg/l) <50 <50 <50COT (mg/l) 1.30 < 0,4 <1 < 0,4 2.20Tritio (μg/l) 2.60 <2,7 <2,6 <2,8Total HAP (μg) 0.00 0.00 0.00 0.00

31

CAMPO DE POZOS

CAMPO DE POZOSCON ESTACIÓN DERECARGAARTIFICIAL

FASE 3. IMPLEMENTACIÓN POZOS ASR EN RED DE POZOS DEL CYII

32

GRAN CANAL DE ADUCCIÓN: 4 m3/s, agua tratada en E.T.A.P.

APLICACIÓN AL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE CANAL DE ISABEL II

33

ESTUDIO DE VIABILIDAD: ANÁLISIS COMPLEMENTARIOS

EVALUACIÓN ECONÓMICA DEL PROYECTO DE INVERSIÓN

PRESERVACIÓN DERECHOS CYII

34

PLAN DE RECARGA ARTIFICIAL DEL ACUÍFERO TERCIARIO DETRÍTICO DE MADRID A TRAVÉS DE POZOS PROFUNDOS

OBJETIVOS:

CONTRIBUIR A LA SOSTENIBILIDAD DEL ACUÍFERO

APROVECHAR CAUDALES NO REGULADOS EN LOS EMBALSES SUPERFICIALES ALMACENÁNDOLOS EN EL ACUÍFERO

CONSEGUIR UN APROVECHAMIENTO ADICIONAL DE 20-30 Hm3 EN AÑOS DE SEQUÍA

www.cyii.es